Receptor GPS RSSI

Necesito un chip que sea capaz de recibir sentencias GPS NMEA y leer valores de intensidad de señal/RSSI sin procesar en la banda GPS L1 (1575,42 MHz). He leído las hojas de datos de los módulos GPS disponibles en Sparkfun y Adafruit, he realizado otras búsquedas a través de productos TI y SiLabs, pero no he encontrado ninguno que proporcione un valor RSSI sin procesar (en dBm o similar).

Mi aplicación requiere que pueda mostrar el valor RSSI sin procesar de las señales GPS recibidas en dBm, no solo el valor SNR que está disponible en las sentencias NMEA estándar. ¿Alguien puede sugerir un método que me permita obtener la lectura de RSSI para una señal de GPS, o indicarme un método para calcularlo a partir de los valores proporcionados en las oraciones NMEA básicas?

El escenario básico es que estoy ayudando a probar algún hardware de simulación y necesito proporcionar una forma simple de saber si la señal actual en el lado del receptor proviene de un satélite real o de un simulador. Sé que parece una máquina de Rube-Goldberg, pero dadas las limitaciones en nuestra configuración de prueba y los requisitos que tenemos, se cree que la mejor manera de hacerlo es examinar la intensidad de la señal sin procesar (o algo análogo), desde cuando el simulador está en la potencia de la señal bruta es dramáticamente mayor.

Huelo un problema XY aquí, ¿por qué necesitas ese valor? No estar comúnmente disponible sugiere que hay muy pocas aplicaciones para ello.
Dado que la señal GPS es muy débil y casi parece ruido, no veo cómo sería útil tener una señal RSSI de ninguna manera. ¡Y pedir productos que tengan ciertas características está fuera de tema!
Si bien la recomendación del producto está fuera de tema, es parte de un "¿Cómo haría para medir esto?" tipo de pregunta que normalmente parece estar permitida. Sin embargo, sospecho que el verdadero problema es que se ha hecho la pregunta equivocada. Supongo que no necesita el RSSI, probablemente necesite algo como el DoP o las estimaciones de precisión, pero en lugar de pedir ayuda con el problema, pidió ayuda con una solución defectuosa.

Respuestas (2)

RSSI en qué punto? ¿Está hablando de receptores de banda estrecha (sistemas GPS de consumo) o de ancho de banda más amplio (sistemas industriales RTK y multiconstelación)?

Antes de los correladores de entrada, no hay una señal significativa para medir y, si la hubiera, no habría forma de diferenciar las señales de los diferentes SV, ya que todas están exactamente en la misma frecuencia. Puede medir la potencia total en la banda que llega a la antena, pero no tiene forma de saber cuánta potencia proviene de qué SV, ni siquiera podría saber si es GPS o algo más.

Algunos receptores GPS le darán parte de esta información. por ejemplo, en un sistema ublox, el mensaje UBX-MON-HW le dará el nivel de AGC y el nivel de ruido en los correladores. También dan una indicación del nivel de interferencia sospechoso que indicará cuánta energía no GPS hay en la banda.

Multiplique el valor de SNR por el ruido y obtendrá una aproximación del nivel de intensidad de la señal después de la correlación.
En teoría, podría restar la ganancia del correlador y la ganancia del AGC para obtener la potencia de la señal sin procesar.

No tengo idea de qué tan confiable es el resultado final después de aplicar todos estos factores de violín. La SNR ciertamente no es lineal con el nivel de la señal, pero nunca he intentado tener en cuenta los niveles de AGC para ver si eso ayuda. De cualquier manera, solo será una estimación.

Una radio de software que no sea gps no podrá decirle la diferencia entre el GPS y cualquier otro en el ruido de la banda y no le dará valores por SV por las razones ya mencionadas.

Y no tengo idea de por qué querrías hacer esto, en 10 años de diseñar receptores GPS (en realidad diseñándolos, no usando módulos estándar) nunca tuve que mirar ese tipo de número ni una sola vez.

Gracias Andrés, esta información es muy útil. Mi escenario básico es que estoy ayudando a probar algún hardware de simulación y necesito proporcionar una forma simple de saber si la señal actual en el lado del receptor proviene de un satélite real o de un simulador. Sé que parece una máquina de Rube-Goldberg, pero dadas las limitaciones en nuestra configuración de prueba y los requisitos que tenemos, se cree que la mejor manera de hacerlo es examinar la intensidad de la señal sin procesar (o algo análogo), desde cuando el simulador está en la potencia de la señal bruta es dramáticamente mayor.
@ njv299 En esa situación, miraría la configuración de AGC si está disponible o si planea usar una antena activa, podría mirar el consumo de corriente de la antena, el simulador no dibujará ninguno. Aunque el objetivo de un simulador es que el sistema bajo prueba no debería poder distinguir la diferencia entre la simulación y el mundo real, si puede, entonces necesita agregar algunos atenuadores a la salida del simulador hasta que no pueda.
Eso suena como una solución viable. Gracias de nuevo, estoy aceptando esto como la solución.

Los efectos de la pérdida por desvanecimiento de los reflejos de los edificios también pueden causar caídas momentáneas con cualquier señal de RF y el RSSI momentáneo sería útil si mide la SNR en lugar del nivel real de la portadora.

Para Wifi, el rango dinámico puede abarcar fácilmente de -40 dBm a -100 dBm, con un umbral en el rango de -70 a -80 dBm que afecta la tasa de bits.

Existe una herramienta de software gratuita para Windows, llamada NetStumbler, que es extremadamente útil para las pruebas de WiFi. Al realizar el diagnóstico de recepción de señal marginal, tiene una pantalla de tiempo en dBm y una baliza de audio. Funciona con todos los conjuntos de chips WiFi líderes y lo encontré extremadamente útil para la optimización de la orientación de la antena debido al amplio rango de caídas Friis Loss y Ricean Fading, que se vuelve dominante debido a la anulación de la reflexión. En numerosas ocasiones encontré una forma de mejorar la recepción desde enrutadores a > 50 m de distancia y, a veces, menos dentro de edificios con solo un ligero cambio de 1 grado o 1 mm de la posición de un dongle o computadora portátil para marcar la diferencia entre > = 54 Mbps o auto- negociación y ecualización a velocidades b muy por debajo de 11 Mbps.

Sin embargo, las señales de los satélites son muy débiles para empezar. La pérdida de propagación vertical es enorme y, por lo general, los niveles de Rx aceptables varían de -160 dBW a -185 dBW según la ubicación y la antena.

Sin embargo, aquí hay 3 clases de Rx que generalmente caen en 3 rangos de sensibilidad > -172dBW, > -180dBW, > -190dBW.

Los algoritmos y los tiempos de integración afectan fuertemente el umbral de Rx y los errores de seguimiento, que son compensaciones. Por lo tanto, espero que RSSI sea útil en áreas como un bosque bajo hojas mojadas o rastreando el desvanecimiento de Rice en el centro de la ciudad en áreas de gran altura, pero generalmente no es una forma aceptable de comparar el rendimiento de los conjuntos de chips. Sería útil en pruebas de campo con tales pérdidas por desvanecimiento debido a la ganancia de la antena, los efectos del plano de tierra y la orientación.

También existe una correlación deficiente en los métodos de medición de RSSI entre conjuntos de chips, ya que no existe un estándar. Cuando analicé esto en la banda ISM en los años 90 para los umbrales de interferencia cocanal, utilicé un método Integrar y volcar sobre el intervalo de baudios, en lugar de pico o promedio o algún otro método. En algunos casos, el nivel mínimo es más importante para la detección de abandonos.

La mayoría de los sistemas operativos dan una indicación falsa de la intensidad de la señal en 5 barras y tienen una correlación muy pobre con RSSI. Esperaría una correlación pobre similar con la intensidad de la señal en las unidades de GPS que muestran esto y puede incluir otros factores como la tasa de error o la inestabilidad. En OSX encontré una vez, solo indicaba la velocidad del canal en lugar del nivel de señal real.

Todos estos dispositivos tienen RSSI, pero no conozco la marca del chipset ni el número de pieza (p/n).

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